Wellengeschwindigkeit auf einer Saite
Erregen Sie stehende Wellen auf einer Saite fester Länge (Seilwelle). Aus den Harmonischen f_n folgt v = 2 f_n L / n; bilden Sie den Mittelwert.
Schule· 22 min
Ziel des Versuchs
Die Wellengeschwindigkeit v auf der Saite aus der Bedingung f_n = n v / (2L) für mehrere Harmonische n bestimmen.
Geräte
- Saite (L = 1,2 m)
- Frequenzgenerator
- Wahl der Harmonischen n
Versuch
Theorie
Für eine an beiden Enden fest eingespannte Saite gelten die Frequenzen stehender Wellen f_n = n v / (2L), n = 1, 2, 3, … Daraus folgt v = 2 f_n L / n. Die Saitenlänge in diesem Versuch ist L = 1,2 m.
Durchführung
- Die Saitenlänge ist fest: L = 1,2 m. Wählen Sie die Nummer der Harmonischen n.
- Stimmen Sie auf Resonanz ab und notieren Sie die Frequenz f (leichtes Rauschen des Generators).
- Wiederholen Sie die Messung für mindestens 5 verschiedene Harmonische. Entnehmen Sie der Tabelle v = 2 f L / n.
- Bilden Sie den Mittelwert der Spalte v. Vergleichen Sie ihn mit dem Referenzwert und formulieren Sie die Schlussfolgerung.
Schlussfolgerung
Die mittlere Wellengeschwindigkeit stimmt für alle Harmonischen im Rahmen der Toleranz überein. Wesentliche Fehlerquellen: Abstimmung auf Resonanz und die Idealisierung einer homogenen Saite ohne Biegesteifigkeit.